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XPS - UCSD Department of Physics

X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)

第五章电子能谱的应用 XPS的优点是其样品处理的简单性和广泛的适应性与高信息量。XPS的最大特色在于能获取丰富的化学信息，对样品表面的损伤最轻微，定量分析较好，是一种应用广泛的强力表面分析工具。 XPS可提供：  原子浓度>0.1%的所有元素（除H, He外）的鉴别；  表面元素组成的半定量测定（误差  亚单层灵敏度；探测深度1～20原子单层( 数；  优异的化学信息(化学位移和各种终态效应，以及完善的标准化合物数据库)；关于分子环境的信息（氧化态、成键状态、分子结构等）；  来自震激跃迁（p→p*）的关于芳香的或不饱和烃的结构信息；  使用价带谱的材料“指纹”和成键轨道的鉴别；  详细的电子结构和某些几何信息；  样品内的元素深度分布剖析。   UPS主要用于提供      1）清洁表面或有化学吸附物的表面的电子结构； 2）参与表面化学键的金属电子和分子轨道的组合等信息； 3）有关电子激发和电荷转移的信息; 4）用于确定材料的功函数及费米能级的位置。 AES 可分析>He元素，对样品有一定的破坏作用，但其具有表面灵敏度高，空间分辨率高、分析速度快等优点，在表面科学领域主要进行     1）表面微区组成的定性和定量； 2）表面元素的二维分布图和显微像； 3）表面元素的三维分布分析; 4）表面元素的化学环境和键合等方面的研究。一、在聚合物材料中的应用  有机化合物与聚合物主要由C、H、O、 N、S、P和其它一些金属元素组成的各种官能团构成，因此就必须能够对这些官能团进行定性和定量的分析和鉴别。 (1) C1s结合能对C元素来讲，与自身成键(C−C)或与H成键(C−H)时C1s电子的结合能约为284.6eV。(常作为结合能参考）  当用O原子来置换掉H原子后，对每一C−O键均可引起C1s 电子有约1.50.2eV的化学位移。C−O−X中X(除X=NO2 外) 的次级影响一般较小(0.4eV)；X=NO2 可产生0.9eV的附加位移。 O的次级影响（C-C-O）一般较小(～0.2eV)。  卤素元素诱导向高结合能的位移可分为初级取代效应(即直接接在C原子上)和次级取代效应(在近邻C原子上)俩部分。对每一取代这些位移约为:  Halogen Primary shift(eV) Secondary.

《电子能谱及其应用》 Electron Spectroscopy and Applications 麻茂生中国科学技术大学理化科学实验中心合肥微尺度物质科学国家实验室(筹) 参考文献  John F. Watts & John Wolstenholme, “An introduction to surface analysis by XPS and AES”, John Wiley &

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